[한국기술뉴스] 조선대학교 치의예과 김병훈 교수 연구팀은 임플란트의 골 이식률을 높이는 치과용 임플란트 캡슐레이션을 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2021년 05월 17일 특허를 출원(출원번호 제1020210063600호)했다. 특허 명칭은 '플라즈마 치과 임플란트 캡슐레이션 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

임플란트 시술은 픽스쳐를 치조골에 식립하는 1차 시술과 픽스쳐가 잇몸뼈와 단단히 결합된 후 최종보정물을 삽입하는 2차 시술로 구분할 수 있습니다. 한편, 치조골에 식립되는 픽스쳐는 인간의 생체 조직에 대해 매우 안정적인 생체 친화적인 재료로 제작되어야 합니다. 또한 반복되는 순간적인 압력 작용에도 변형이나 파괴가 방지되도록 기계적 강도가 높아야 합니다.

현재는 티타늄 합금이 주로 사용되고 있습니다. 티타늄 합금은 인체에 이식 시 골융합에 장기간 소요되고, 산화 피막이 생성되어 타금속에 비해 안정성이 확보되긴 하지만 최근 들어서 이보다 더욱 개선된 인체 안정성 확보에 대한 필요성이 요구되고 있습니다.

조선대학교 김병훈 교수 연구팀은 유전체장벽방전 플라즈마를 이용해 임플란트 표면처리를 수행함으로써 임플란트 식립 후 초기 골고정력을 향상시키고 안정성을 보완한 임플란트 캡슐레이션 장치를 발명했습니다.

임플란트 캡슐레이션 장치에 임플란트 캡슐을 결합합니다. 임플란트 캡슐 내부에는 전기적 유도 작용을 일으키는 유전체 소재가 포함되어 있으며, 내부 공간에는 플라즈마 생성가스로서 공기가 충전되어 있습니다. 버튼을 눌러 장치를 작동시키면 임플란트 캡슐 내부에 유전체 장벽방전 플라즈마를 발생시키며 표면을 개질합니다.

연구팀은 치과용 티타늄 임플란트의 표면에 플라즈마를 처리하고 적색 잉크에 넣었습니다. 실험 결과, 표면에 플라즈마를 처리하였을 때, 임플란트 표면에 적색 잉크가 젖어있는 것을 확인하였습니다. 이는 임플란트 주변의 혈액이나 단백질의 부착을 용이하게 하여 임플란트 식립 시 초기 골융합을 향상시키는 것을 알 수 있습니다. 또한 표면이 노화된 임플란트 표면의 접촉각이 낮아지면서 친수성이 향상되어 임플란트 식립 후 초기 골고정력을 향상시키는 것을 확인했습니다.

플라즈마 표면 개질 기술을 이용하여 골 결손 부위의 삽입 이식재 표면의 골 재생을 향상시켜 기능성 생체재료의 학문 발전과 제조기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.